第4章生态恢复技术2016ppt课件.ppt

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1、第四章生态恢复技术生态恢复的目标与生态恢复的基本原则生态恢复的临界阈值理论生态恢复的过程生态恢复的技术问题生态恢复成功的标准生态恢复的时间生态恢复的价值内容一、改善退化生态系统的不同方案复垦（替代）生态系统结构（物种、复杂性等）生态系统功能（生物量、养分含量、循环等）原生生态系统自然过程（原生演替）退化生态系统恢复修复Restoration（恢复）Rehabilitation（修复）Remediation（整治）Reclamation（复垦）Hobbs和Norton（1996）认为恢复退化生态系统的目标包括：建立合理的内容组成(种类丰富度及多度)结构(植被和土壤的垂直结构)格局(生态

2、系统成分的水平安排)异质性(各组分由多个变量组成)功能(诸如水、能量、物质流动等基本生态过程的表现)Parker（1997）认为，恢复的长期目标应是生态系统自身可持续性的恢复。但由于这个目标的时间尺度太大，加上生态系统是开放的，可能会导致恢复后的系统状态与原状态不同。①实现生态系统的地表基底稳定性;②恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力；③增加种类组成和生物多样性；④实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持能力；⑤减少或控制环境污染；⑥增加视觉和美学享受。生态恢复的目标地理学原则区域性原则差异性原则地带性原则自然法则生态学原则主导生态因子原则限制性与耐性定律能量流

3、动与物质循环原则种群密度制约与物种相互作用原则生态位与生物互补原则边缘效应与干扰原则生态演替原则生物多样性原则食物链与食物网原则缀块-廊道-基底的景观格局原则空间异质性原则时空尺度与等级理论原则生态恢复与重建的原则一般包括自然法则、社会经济原则和美学原则等3个方面。生态恢复的基本原则退化生态系统的恢复与重建要求在遵循自然规律的基础上，通过人类的作用，根据技术上适当、经济上可行、社会能够接受的原则，使受害或退化生态系统重新获得健康并有益于人类生存与生活的生态系统重构或再生过程。自然法则系统学原则整体原则协同恢复重建原则耗散结构与开放性原则可控性原则经济技术原则经济可行性与可承受性原则技

4、术可操作性原则社会可接受性原则无害化原则最小风险原则生物、生态与工程技术相结合原则效益原则可持续发展原则美学原则景观美学原则健康原则精神文化娱悦原则生态恢复的基本原则生态恢复——通过排除干扰、加速生物组分变化和启动演替进程→退化生态系统→恢复到某种理想的状态。首先需要建立生产者亚系统（植被）→由生产者进行光合作用→固定能量→驱动水分循环→带动营养物质循环。二、生态恢复的临界阈值理论（余作岳等，1996）退化生态系统恢复的方向Hobbs和Mooney（1993）指出——退化生态系统可能的发展方向包括：持续退化；保持原状；恢复到一定状态后退化；恢复到介于退化与人们可接受状态之间的替代状态

5、；恢复到理想状态。持续退化中途退化替代状态可接受状态理想状态退化状态极度退化状态时间复杂性与功能水平也有学者认为：退化生态系统并不总是沿着一定的方向恢复→也可能在几个方向之间→进行转化→达到复合稳定状态（meta-stablestates）。Hobbs&Norton（1996）提出了临界阈值理论→假设生态系统有4种可选择的状态：生态恢复的每一个阶段都有一个阈值→越过的阶段越多（包含的阈值越多）→恢复的投入就要越大。临界阈值理论是生态恢复的机理性问题。有关临界阈值的精确计算问题还不完善，仍需进一步研究。生态恢复的临界阈值理论“稳态转换”最初是在陆地群落中被确定，并随后由JohnD．Is

6、aacs引入海洋生态系统，用以描述影响海洋渔业产量发生的变化及其驱动因素。然而，这一概念却并未在生态学界得到广泛接受。对生态系统稳态转换的关注首先来自研究人员对恢复力和阈值的界定。1973年，美国学者CrawfordS．Holling发表了Resilienceandstabilityofecologicalsystems一文，阐述了生态系统对胁迫的响应能力并引入恢复力一词帮助人们理解生态系统对外界胁迫的非线性特征。随后，美国学者RobertM．May在1977年的Nature上发表了Thresholdsandbreakpointsinecosystemswithamultiplici

7、tyofstablestates，阐述了生态系统的多稳态变化和阈值概念，并指出：生态系统的恢复力可以衡量系统在受到外界胁迫时的承载容量，而阈值则反映生态系统可能发生状态变化的临界点。。阈值理论初步奠定了对于稳态转换的一致认知：持续的外来胁迫会降低生态系统的恢复力，从而使其超过阈值的范围并发生稳态转换［11］。在稳态转换的研究中，目前得到最广泛关注的是“多稳态”理论，分别为平滑型、突变型和不连续变化型；并由此推测生态系统可能具有多个稳定状态，而稳态转换就是生